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什么是运动控制?工业控制与自动化领域中运动控制器的作用是什么

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-11-25     来源:顶控科技工控     浏览次数:55
作为一个工控人,时常都会提到运动控制。那么,什么是运动控制?在工业控制与自动化范畴中,运动控制器的作用是什么呢?下面顶控科技大家了解一下。

什么是运动控制

运动控制,也可叫做电力拖动控制;它是自动化的一个分支,其动力源大部分都基于电动机。

也就是说,运动控制其实是基于电动机,实现物体对于角位移、速度、转矩等物理量改变的控制。

这里面,又将运动控制进行划分为两个方向,一个是用于机械行业的运动控制,另一个是用于化工行业的过程控制。

在上面提到,运动控制其实是基于电动机的,这里的电动机指的是伺服电机;

如果一套单机设备上只用了一台伺服电机,这种情况下是更注重于对电机的一个控制,如位置、速度、转矩的控制;这个例子,是想单台电机控制只是运动控制的一个环节。

而运动控制主要是针对产品,整体包含机械(电动机只是机械中的零配件)、电气、软件等,是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预定的控制方案转变为期望的机械运动的控制。

运动控制系统多种多样,但从基本结构上看,一个典型的现代运动控制系统的硬件主要由:上位机、运动控制器、功率驱动装置、电动机、执行机构和传感器反馈检测装置等部分组成。

电机控制与运动控制

电机控制和运动控制是不同的。

从关注点来说,电机控制(这儿指伺服电机)首要关注的是控制单个电机的转距、速度、方位中的一个或多个参数到达给定值。而运动控制首要关注点在于和谐多个电机,完结指定的运动(组成轨道、组成速度),比较着重轨道规划、速度规划、运动学转化;比方数控机床里面要和谐XYZ轴电机,完结插补动作。

电机控制常常作为运动控制系统的一个环节(一般是电流环,作业在力矩方式下),更着重于对电机的控制,一般包括方位控制、速度控制、转矩控制三个控制环,一般没有规划的才能(有部分驱动器有简单的方位和速度规划才能)。

运动控制往往是针对产品而言的,包括机械、软件、电气等模块,例如机器人、无人机、运动渠道等等,是对机械运动部件的方位、速度等进行实时的控制管理,使其依照预期的运动轨道和规则的运动参数进行运动的一种控制。

两者有部分内容是重合的:方位环/速度环/转距环能够在电机的驱动器中完成,也能够在运动控制器中完成,因而两个属于简单混淆。

运动控制器

运动控制器:指以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号敏感元件、以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。

由运动控制器发出命令,给驱动机构进行功率放大,将放大后的信号传给执行机构(伺服电机),伺服电机自带编码器,能够实现半闭环控制;

伺服电机又传动机构控制机械,在机械装置上安装了光栅尺(也是编码器),实现全闭环控制。

操作人员在现场可通过人机界面去进行整个环节的调试操作。

根本架构组成

一个运动控制系统的根本架构组成包括:

运动控制器:用以生成轨道点(希望输出)和闭合方位反应环。许多控制器也能够在内部闭合一个速度环。

运动控制器首要分为三类,分别是PC-Based、专用控制器、PLC。其中PC-Based运动控制器在电子、设备机床等职业被广泛使用;专用控制器的代表职业是风电、光伏、机器人、成型机械等等;PLC则在橡胶、汽车、冶金等职业备受喜爱。

驱动或放大器:用以将来自运动控制器的控制信号(一般是速度或扭矩信号)转化为更高功率的电流或电压信号。更为先进的智能化驱动能够自身闭合方位环和速度环,以获得更准确的控制。

执行器:如液压泵、气缸、线性执行机或电机,用以输出运动。

反应传感器:如光电编码器、旋转变压器或霍尔效应设备等,用以反应执行器的方位到方位控制器,以完成和方位控制环的闭合。

很多机械部件用以将执行器的运动方式转化为希望的运动方式,它包括齿轮箱、轴、滚珠丝杠、齿形带、联轴器以及线性和旋转轴承。
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